サンプルプログラム NF446RE_UART1 の説明
UART(非同期シリアル通信)の
サンプルプログラムです。
STMicroelectronics社製の
評価用基板、NUCLEO-F446RE と
freeの開発ツール、STM32CubeIDE を
使用しています。
STM32F446RE の USART1 を使用して、
UARTの送受信を行うプログラムです。
目次
UART(非同期シリアル通信)について
サンプルプログラム NF446RE_UART1 のソース
サンプルプログラム NF446RE_UART1 の説明
NF446RE_UART1 の構成
NF446RE_UART1 の動作パラメータの定義
ユーザープログラムの実行開始位置
NF446RE_UART1 のmain()の説明
1) 初期化の部分
2) LED点滅 と UART1通信処理 の部分
UART1通信処理 Commu_UART1 の説明
PCアプリケーション Access_UART
サンプルプログラム NF446RE_UART1 を試験するためのPCアプリケーションです。
このサンプルプログラムは、えがおのでんし製の試験用基板
Base-N446RE と UART-CMOS基板 および UART-RS232C基板 を
使用して動作を確認しています。
動作試験用基板 Base_N446RE の説明
動作試験用基板 UART基板 の説明
UART(非同期シリアル通信)について
以下のページでUARTについて簡単に説明しています。
UART(非同期シリアル通信) の説明 をご覧ください。
サンプルプログラム NF446RE_UART1 のソース
STM32CubeIDE 1.8.0 を使用して作成しました。
ここからサンプルプログラム R_NF446RE_UART1.zip をダウンロードしてください。
サンプルプログラム NF446RE_UART1 の説明
STM32F446REのUART1の通信を行うプログラムです。
PCが送信したコマンドを受信して、コマンドに応じてLEDの点滅間隔を変化させます。
プロジェクトを最初に開いた画面は以下のようになります。
以下、サンプルプログラム NF446RE_UART1 について説明していきます。
NF446RE_UART1 の構成
STM32CubeIDEの画面左側、Project Explorerの
NF446RE_UART1を展開した画面は以下のようになります。
サンプルプログラム NF446RE_UART1 の構成を以下に示します。
NF446RE_UART1
|- Includes
|
|- Access_UART_LED : 受信コマンド実行
| |-Access_UART_LED.c
| |-Access_UART_LED.h
|
|- Blk_LED_Stat : Status LED点滅処理
| |-Blk_LED_Stat.c
| |-Blk_LED_Stat.h
|
|- Commu_UART1 : UART1通信処理
| |-Commu_UART1.c
| |-Commu_UART1.h
|
|- Core
| |- Inc
| | |- main.h
| | |- stm32f4xx_hal_conf.h
| | |- stm32f4xx_it.h
| |
| |- Src
| | |- main.c
| | |- stm32f4xx_hal_msp.c
| | |- stm32f4xx_it.c
| | |- syscalls.c
| | |- system.c
| | |- system_stm32f4xx.c
| |
| |- Startup
|
|- Drivers
|
|- H_F4_UART1 : UART1ハンドラ
| |- H_F4_UART1.c
| |- H_F4_UART1.h
|
|- Handle_F4 : 周辺インターフェース処理
| |- H_F4_GPIO.c
| |- H_F4_GPIO.h
|
|- NF446RE_UART1_Config : 動作パラメータの定義
| |- Dev_Conf.h
|
|- Wait_Itvl : 時間待ち処理
| |- Wait_Itvl.c
| |- Wait_Itvl.h
|
|- NF446RE_UART1.launch
|- STM32F446RETX_FLASH.ld
|- STM32F446RETX_RAM.ld
NF446RE_UART1 の動作パラメータの定義
サンプルプログラム NF446RE_UART1 の 動作パラメータの定義を
NF446RE_UART1_Config/Dev_Conf.h に記述しています。
使用する CPU の定義、ヘッダ名の定義、GPIO のポートとピンの定義、
などを記述しています。
ユーザープログラムの実行開始位置
プログラムは、int main(void) から実行開始します。
int main(void) は、フォルダ Core/Src/main.c にあります。
STM32CubeIDEでビルドされたプログラムは、自動的にCPUの初期化を
行った後、int main(void) を呼び出します。
ユーザーコード（記述したプログラム）は、
int main(void) の先頭から実行されます。
NF446RE_UART1 のmain()の説明
サンプルプログラム NF446RE_UART1 の main() の記述は、
以下のとおりです。
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
uint8_t uint8_JobNum_LED = 0; // LED点滅処理番号
uint8_t uint8_JobNum_UART = 0; // UART処理番号
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
//------------------------------------------------------
// Status LED点滅 : 初期化内蔵
//------------------------------------------------------
// 引数：
// uint8_t *puint8_JobNum : 処理番号を格納する変数のポインタ
// uint16_t uint16_Time_ON : 点灯時間
// uint16_t uint16_Time_OFF : 消灯時間
// 戻り値：
// -1 : 処理中
// 0 : OK終了
// 1 : NG
//------------------------------------------------------
Blk_LED_Stat_with_Init(&uint8_JobNum_LED,
GLB_uint16_Time_LED_Stat_ON, GLB_uint16_Time_LED_Stat_OFF);
//------------------------------------------------------------
// UART1通信処理
//------------------------------------------------------------
// 処理内容 :
// 1. UART1の初期化がされていない場合、初期化します。
// 2. 受信が発生するのを待ち、受信データを取得します。
// 3. 受信データを判定して、内容に従い処理を行います。
// 4. 受信データによる処理の結果、送信データがセットされた場合、送信処理を行います。
//------------------------------------------------------------
// 引数：
// uint8_t *puint8_JobNum : 処理番号が格納される変数のポインタ
// 戻り値：
// -1 : 処理中
// 0 : OK終了
// 1 : NG終了
//------------------------------------------------------------
Commu_UART1(&uint8_JobNum_UART);
}
/* USER CODE END 3 */
}
1) 初期化の部分
a) CPUのPeripheral初期化
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
により、CPUのPeripheralなどの基本的な初期化を行います。
PeripheralとはCPUの周辺インターフェースなどのことを言います。
プロジェクト構築時に自動的に組み込まれる、
HAL Drivers(フォルダ Drivers/STM32F4xx_HAL_Drivers) 内に記述されています。
b) CPU動作クロックの設定
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
CPUの動作クロックとPeripheralの動作クロックを設定します。
SystemClock_Config(); の設定内容は、
int main(void)
{
.
.
.
}
の、すぐ下に記述されています。
2) LED点滅 と UART1通信処理 の部分
永久ループ部分の記述を以下に示します。
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
//------------------------------------------------------
// Status LED点滅 : 初期化内蔵
//------------------------------------------------------
// 引数：
// uint8_t *puint8_JobNum : 処理番号を格納する変数のポインタ
// uint16_t uint16_Time_ON : 点灯時間
// uint16_t uint16_Time_OFF : 消灯時間
// 戻り値：
// -1 : 処理中
// 0 : OK終了
// 1 : NG
//------------------------------------------------------
Blk_LED_Stat_with_Init(&uint8_JobNum_LED,
GLB_uint16_Time_LED_Stat_ON, GLB_uint16_Time_LED_Stat_OFF);
//------------------------------------------------------------
// UART1通信処理
//------------------------------------------------------------
// 処理内容 :
// 1. UART1の初期化がされていない場合、初期化します。
// 2. 受信が発生するのを待ち、受信データを取得します。
// 3. 受信データを判定して、内容に従い処理を行います。
// 4. 受信データによる処理の結果、送信データがセットされた場合、送信処理を行います。
//------------------------------------------------------------
// 引数：
// uint8_t *puint8_JobNum : 処理番号が格納される変数のポインタ
// 戻り値：
// -1 : 処理中
// 0 : OK終了
// 1 : NG終了
//------------------------------------------------------------
Commu_UART1(&uint8_JobNum_UART);
}
/* USER CODE END 3 */
Status LED点滅処理 Blk_LED_Stat_with_Init と UART1通信処理 Commu_UART1 を呼び出しています。
Commu_UART1 では、コマンドを受信して、コマンドの内容に応じて
LEDの点滅時間変更を行います。
UART1通信処理 Commu_UART1 の説明
データを受信して、LED点滅コマンドの場合、コマンドの内容に応じて、LEDの点滅間隔を変更します。
受信したデータはエコーバックされます。
LED点滅コマンドは以下の通りです。
LED1 B0%00 : 1000mSec 点灯 / 2000mSec 消灯
LED1 B1%00 : 100mSec 点灯 / 100mSec 消灯
LED1 B2%00 : 200mSec 点灯 / 200mSec 消灯
LED1 B3%00 : 300mSec 点灯 / 300mSec 消灯
LED1 B4%00 : 400mSec 点灯 / 400mSec 消灯
LED1 B5%00 : 500mSec 点灯 / 500mSec 消灯
%00 は 0x00 を表します。
以下に、Commu_UART1 のコードを示します。
//------------------------------------------------------------
// UART1通信処理
//------------------------------------------------------------
// 処理内容 :
// 1. UART1の初期化がされていない場合、初期化します。
// 2. 受信が発生するのを待ち、受信データを取得します。
// 3. 受信データを判定して、内容に従い処理を行います。
// 4. 受信データによる処理の結果、送信データがセットされた場合、送信処理を行います。
//------------------------------------------------------------
// 引数：
// uint8_t *puint8_JobNum : 処理番号が格納される変数のポインタ
// 戻り値：
// -1 : 処理中
// 0 : OK終了
// 1 : NG終了
//------------------------------------------------------------
int16_t Commu_UART1(uint8_t *puint8_JobNum)
{
static uint8_t STC_uint8_JobNum_UART;
int16_t int16_ReceiveLength;
int16_t int16_Return;
switch(*puint8_JobNum)
{
case 0:
if(GLB_int16_vUART1_InitDone == 0){
//-----------------------------------------------------------
// UART1通信パラメータ初期化
//-----------------------------------------------------------
// 引数：
// uint32_t uint32_BaudRate : 通信速度
//-----------------------------------------------------------
Init_Commu_UART1((uint32_t)115200);
}
STC_uint8_JobNum_UART = 0; // UART処理番号初期化
(*puint8_JobNum)++; // 次の処理番号に移行する。: case 1:
int16_Return = -1; // 処理継続
break;
case 1:
//--------------------------------------------------
// UART1 受信処理
//--------------------------------------------------
// 戻り値：
// -2 : エラー発生
// -1 : 受信なし
// 0 : 受信なし
// 1以上 : 受信byte数
//--------------------------------------------------
int16_ReceiveLength = Receive_UART1(&STC_uint8_JobNum_UART,
GLB_uint8_ReceiveData_UART1);
if(int16_ReceiveLength <= 0){
if(int16_ReceiveLength == -2){
//--------------------------
// エラー発生
//--------------------------
*puint8_JobNum = 0; // 処理番号初期化 : case 0: に移行する。
int16_Return = -2; // エラー発生
break; // エラー終了
}
//-------------------
// 受信なし
//-------------------
int16_Return = -1; // 処理継続 : case 1: をループ
break; // 処理番号維持
}
//-----------------------------------------------------------------
// 受信コマンド実行
//-----------------------------------------------------------------
GLB_uint16_vTx1_Transfer = Execute_Command_UART((uint16_t)int16_ReceiveLength,
GLB_uint8_ReceiveData_UART1,
GLB_uint8_Tx1_Buffer);
(*puint8_JobNum)++; // 次の処理番号に移行する。: case 2:
int16_Return = -1; // 処理継続
break;
case 2:
// 応答データ送信
//------------------------------------------------------------------
// UART1 送信処理
//------------------------------------------------------------------
// 引数：
// uint8_t *puint8_JobNum : 処理番号が格納される変数のポインタ
// 戻り値：
// -1 : 処理中
// 0 : 送信終了
// 1 : エラー
//------------------------------------------------------------------
int16_Return = Send_UART1(&STC_uint8_JobNum_UART);
if(int16_Return == -1){
// 処理中
break; // 処理番号維持 : 処理継続 : case 2: をループ
}
*puint8_JobNum = 0; // 処理番号初期化
// int16_Return : 結果
break;
default:
*puint8_JobNum = 0; // 処理番号初期化
int16_Return = 1; // NG
break;
}
return(int16_Return);
}
1) case 0:
初期化済みのフラグ GLB_int16_vUART1_InitDone を判定して
0 の場合、UART1 の初期化を行います。
2) case 1:
UART1 の受信処理を行います。
受信が発生して、1回の受信が終了するまで、case 1: をループします。
a) エラーが発生した場合は、処理番号を 0 にして、エラー終了します。
Commu_UART1 は、case 0: から処理を実行します。
b) 1回の受信が終了した場合、受信データは GLB_uint8_ReceiveData_UART1 にセットされています。
c) 受信コマンド実行 Execute_Command_UART に GLB_uint8_ReceiveData_UART1 を渡して実行します。
受信コマンド実行結果に伴う送信データは GLB_uint8_Tx1_Buffer にセットされます。
d) 処理番号をインクリメントします。
処理は、case 2: に移行します。
3) case 2:
UART1 送信処理 Send_UART1 を実行して、GLB_uint8_Tx1_Buffer のデータを送信します。
a) 送信が終了するまで、case 2: をループします。
b) 送信が終了すると、処理番号を 0 に初期化して終了します。
Commu_UART1 は再び、処理番号 0 : case 0: から実行されます。
PCアプリケーション Access_UART
サンプルプログラム NF446RE_UART1 を試験するためのPCアプリケーションです。
PCアプリケーション Access_UART の説明 をご覧ください。
このサンプルプログラムは、
えがおのでんし製の試験用基板 Base-N446RE と UART-CMOS基板 および UART-RS232C基板 を
使用して動作を確認しています。
動作試験用基板 Base-N446RE の説明
基板については、
Base-N446RE基板 の説明 をご覧ください。
動作試験用基板 UART基板 の説明
1) UART-CMOS基板
基板については、
UART-CMOS基板 の説明 をご覧ください。
2) UART-RS232C基板
基板については、
UART-RS232C基板 の説明 をご覧ください。
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